MR神经成像联合弥散张量成像诊断1A型腓骨肌萎缩症

孙兴文,袁慧书,刘小璇,朱雨辰,樊东升,张立华*

(1.北京大学第三医院放射科,2.神经内科,北京 100191)

腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT)是常见遗传性周围神经病,发生率达40/100 000[1-2],主要表现为周围神经广泛受累及四肢肌肉萎缩,各亚型中以1A 型(CMT1A)最为常见,即最先累及神经腰骶丛及分支神经。腰骶丛MR神经成像(MR neurography, MRN)可显示CMT1A亚型周围神经特征性形态学变化[3-4];弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)可通过测量各向异性分数反映CMT神经功能改变[5]。本研究观察MRN联合DTI诊断CMT1A的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性收集2018年11月—2023年2月北京大学第三医院就经临床诊断的44例CMT1A患者(CMT1A组),男29例、女15例,年龄12～60岁、中位年龄40.1岁;40例单侧或双侧下肢肌肉力量减退、12例单侧或双侧下肢感觉减退或消失,其中8例单、双侧下肢肌力减退伴感觉减退或消失。纳入标准:①经肌电图、临床综合评估及基因检测诊断CMT1A;②接受腰骶丛MRN联合DTI检查,周围神经MRN显示清晰;③接受CMT神经病学评分(CMT neuropathy score, CMTNS),包括CMTNS总分、CMT查体评分、CMT下肢评分及CMT下肢运动评分等[6]。排除标准:①糖尿病、脊髓肌萎缩侧索硬化等;②临床及影像学资料不全。另招募同期年龄、性别相匹配的10名健康正常人为对照组,男7名、女3名,年龄14～55岁、中位年龄37.2岁。本研究经院伦理委员会批准(2020-145-02)。检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens MAGNETOM Prisma 3.0T超导型MR仪及体部相控阵线圈采集腰骶部常规MRI、腰骶丛MRN及DTI。参数:冠状位T1WI,TR 661 ms,TE 8.7 ms,层厚4 mm,FOV 300 mm×300 mm;轴位脂肪抑制T2WI,TR 3 000 ms,TE 104 ms,层厚4 mm,FOV 300 mm×300 mm;矢状位T2WI,TR 5 240 ms,TE 79 ms,层厚4 mm,FOV 260 mm×260 mm;冠状位MRN,TR 3 200 ms,TE 314 ms,层厚1 mm,FOV 340 mm×340 mm;轴位DTI,采用频率衰减反转恢复脂肪抑制技术,TR 5 400 ms,TE 56 ms,层厚1 mm,FOV 272 mm×340 mm,b值为0和800 s/mm2,15个方向。

1.3 分析图像 由分别具有5年及10年神经影像学诊断经验的主治医师及主任医师各1名独立阅片,采用盲法于冠状位MRN图中距背侧神经根约1 cm处测量L4～5双侧神经根(nerve root, NR)直径,于髂腰肌间沟、梨状肌下缘1～2 cm处测量双侧股神经(femoral nerve, FN)、坐骨神经(sciatic nerve, SN)直径;取2名医师测量均值进行分析。以对照组为参照,根据神经根增粗程度将CMT1A组L5分为轻度增粗(增粗<25%,n=16)、中度增粗(26%～50%,n=14)及明显增粗(>50%,n=14)亚组。

采用DSI Studio软件(https://dsi-studio.labsolver.org/)处理DTI,生成各向异性分数(fractional anisotropy, FA)、平均弥散率(mean diffusivity, MD)、轴向弥散率(axial diffusivity, AD)及径向弥散(radial diffusivity, RD)图。参考T2WI,以MRIcron软件于b0图中勾画靶神经ROI并保存,于坐标系相匹配的FA、MD、AD和RD图中测量相应参数。

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料,组间行配对t检验;以单因素方差分析行多组间比较,两两比较采用Bonferroni法。以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布的计量资料,组间行Mann WhitneyU检验;以Kruskal-WallisH检验行多组间比较,两两间行多重比较。以χ2检验比较计数资料。应用Spearman相关系数分析CMT1A患者腰骶丛神经直径及DTI参数与CMTNS的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

组间受试者年龄(U=346.5)、性别(χ2=0.406)差异均无统计学意义(P均>0.05)。

2.1 腰骶丛神经直径和DTI参数 相比对照组,CMT1A组NR-L4、NR-L5、FN、SN直径均增粗,NR-L4、NR-L5、FN、SN的FA均降低,NR-L4及SN的MD和RD均升高(P均<0.05);组间其余参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 44例CMT1A患者与10名健康人腰骶丛神经直径及DTI参数

CMT1A组内,相比轻度增粗亚组,明显增粗亚组NR-L4、NR-L5、FN及SN直径增大,NR-L4和SN的MD、NR-L4的RD增高(P均<0.05);各亚组间其余参数两两比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2及图1。

图1 CMT1A患者MRN A.轻度增粗亚组患者,女,53岁,腰骶丛神经较对照组增粗约10%; B.中度增粗亚组患者,男,61岁,腰骶丛神经较对照组增粗约40%; C.明显增粗亚组患者,女,26岁,腰骶丛神经较对照组增粗超过100% (箭示腰骶丛神经)

表2 CMT1A组内不同程度腰骶神经增粗患者腰骶神经直径及DTI参数比较

2.2 相关性分析 CMT1A患者CMTNS总分5～21、中位数12(9,15),CMT查体评分0～14、中位数6(4,9),CMT下肢评分0～12、中位数5(3,7),CMT下肢运动评分0～6、中位数3(2,4);其NR-L4、NR-L5、FN及SN直径与CMTNS总分、CMT查体评分、CMT下肢评分及CMT下肢运动评分均呈正相关(rs=0.304～0.501),SN的MD和RD、NR-L5的AD与CMT下肢运动评分均呈正相关(rs=0.234、0.264、0.214),FN的AD与CMTNS总分及CMT查体评分(rs=0.243、0.211)、SN的AD与CMTNS总分及CMT查体评分(rs=0.244、0.219)均呈正相关(P均<0.05);其他腰骶丛神经DTI参数与CMTNS无明显相关性(P均>0.05)。

3 讨论

PMP22是神经髓鞘发育所需主要磷脂的重要组成蛋白质,而CMT1A患者存在PMP22基因突变,导致神经髓鞘结构发生破坏[7-8];其使神经增粗的病理学基础在于受累神经广泛脱髓鞘及髓鞘增生[9-10]。不同于正常周围神经从近端向远端逐渐变细,CMT1A患者腰骶丛增粗神经自近端向远端逐渐增粗而呈典型绳索样;病理学可见神经脱髓鞘伴洋葱球形成[1],原因在于神经脱髓鞘、髓鞘反复再生致腰骶神经增粗、肥大,伴神经内部脂肪化和纤维化。本研究MRN显示,CMT1A受累腰骶丛神经均不同程度增粗,其中63.64%(28/44)增粗程度达中等及以上,36.36%(16/44)为轻度增粗,提示CMT1A周围神经表现存在异质性[8];而CMT1A患者腰骶丛直径与CMTNS均呈正相关,即MRN有利于评估CMT1A病情。

神经纤维周围存在由神经内膜、束膜和外膜构成的生理屏障,其破坏可致FA降低。本研究 CMT1A组NR-L4、NR-L5、FN、SN的FA均较对照组降低,与文献[1,11-13]报道相符。FA可作为评估周围神经损伤的非特异性指标之一,FA减低也可见于其他类型周围神经损伤疾病,如慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病[14-15];MD可准确评估组织中水分子弥散情况。CMT1A不仅可破坏周围神经结构完整性,亦可引发神经功能改变;神经内水分子在各个方向的弥散发生相应改变,使MD发生变化。RD为评估神经短轴方向水分子弥散的指标。由于存在髓鞘,水分子在神经短轴方向上的运动有限,正常周围神经RD相对较低;周围神经髓鞘及周围结缔组织包膜损伤致生理屏障破坏可使RD增高。本研究CMT1A组NR-L4及SN的MD和RD均较对照组升高。AD反映水分子在神经长轴方向的弥散,本研究组间周围神经AD差异无统计学意义,推测与神经髓鞘损伤对水分子沿长轴方向弥散的影响较小有关[1,5,11-12]。

本研究发现,CMT1A组内,相比轻度增粗亚组,明显增粗亚组NR-L4、NR-L5、FN及SN直径均较增大,NR-L4和SN的MD、NR-L4的RD增高,且CMT1A患者腰骶丛神经直径及部分DTI参数均与CMTNS呈正相关,提示MRN结合DTI有利于评估患者残疾程度及神经病变严重程度,可作为评价CMT1A疾病进展的生物学标识;部分相关系数偏低的原因可能在于DTI对活跃期病变更为敏感,而对于慢性期疾病,则因受损组织处于修复、增生阶段,水分子弥散改变程度降低且更无序而敏感性下降。

综上,腰骶丛MRN联合DTI可用于诊断CMT1A及监测病程进展。但本研究样本量有限,有待积累更多病例后进一步观察。